VGF szaklap

KlímatechnikaLégtechnika

Klímaberendezések elektromos javítása

2017. április 3. | Lantos Tivadar |  1437 | |

Klímaberendezések elektromos javítása

Egy jó hűtés- és klímaszerelő a saját szakmájának alapos ismeretén kívül legalább négy másik szakma alapjaival is tisztában van. Ez alkalommal a klímaberendezéseket villamos oldalról közelítjük meg Karda István segítségével, és bemutatjuk, hogy milyen alapvető tudás birtokában kell lennie a szerelőnek, ha elektromos hiba lép fel egy inverteres berendezésben.

És megjelent a piacon az inverter…

Az ErP rendeletek hatására a klímatechnika is alapvető átalakuláson esett át; az ON/OFF gépek helyett megjelentek az inverteres berendezések. Egyik szempontból jó és hasznos a változás, másik szempontból viszont adtak egy „pofont” a piacnak, csakúgy, mint a kondenzációs kazánok esetében. Analógiának hozhatnánk az öntöttvas radiátoros fűtésrendszert és a kondenzációs kazánok esetét, ahol a kazán nem működhet a megfelelő hatásfokkal, ugyanis a 90 °C-ra méretezett rendszer miatt a kondenzáció nem jön létre. Az inverteres klímákkal hasonló a helyzet – ahol eddig is állandó hőterhelés volt, ott állandó teljesítménnyel kellett hűteni (például szerverszoba). Ilyen esetekre egy ON/OFF gép tökéletesen megfelelne, hiszen soha nem fog részterhelésen működni a hűtés.

Egyszerű volt ezeket a gépeket szerelni, olcsó javítani, ellentétben az inverteres technológiával. Az árak jelentős mértékben megemelkedtek, a hozzáértő szakemberek viszont eltűntek. A most klímával foglalkozó kollégák jelentős része nem rendelkezik az inverteres klímák szerelésének egészére kiterjedő ismeretekkel. Nézzük csak, milyen feladatok vannak: A berendezést el kell helyezni, falat vésni, állványozni, konzolt építeni. A cseppvizet el kell vezetni, a csöveket megfelelően össze kell kötni, peremezni. Az elektromos „betápot” biztosítani kell, és természetesen a gépek kalorikus részét is ismernie kell a szakembernek.

Felsoroltunk tehát jó néhány szakmát, melyeket a klímaszerelőnek valamilyen szinten bírnia kellene, hogy biztonsággal és szakszerűen tudja a berendezéseket felszerelni, beüzemelni. Sőt, mindez nem elég, mert szükség esetén villamos méréseket is kell végeznie, azaz műszerészé kell válnia, ha egy klíma elromlik. Ezek oktatása sem egyszerű feladat, jó nevű iskolákban sincs kellően felkészült tanerő (villamos mérnök végzettséggel), aki képes lenne az inverteres technológiát megfelelően tanítani. Jelenleg a meglévő szerelőállományt próbálják a nagyobb cégek továbbképezni, hogy a legújabb technológiákkal is tisztában legyenek a szerelők.

Képes vagy rá

Ebben a cikkben röviden képbe szeretnénk helyezni olvasóinkat, hogy az alapvető elektromos hibákat diagnosztizálni, javítani tudják egy inverteres klímaberendezésben. Az alaplapokat, a vezérlést, az egész invertert lehet ugyan cserélni, de adott esetben, egy kicsi odafigyeléssel (és nagy szaktudással) megjavítható az eszköz, jelentős költségek takarítva meg a megrendelőknek.

Ha egy klímaberendezés felmondja a szolgálatot, alapvetően a két részt, a kalorikus és az elektromos oldalt külön-külön kell vizsgálnunk. Ha az előbbi rendben van, meg kell néznünk, hogy működik-e az elektronika, avagy nem, mind a kültéri, mind pedig a beltéri egységekben (ezek működése nagyon hasonló, külön nem részletezzük). Sajnos ezen a ponton a szerelők kétharmada elvérzik, a szükséges információk hiányában.

Mielőtt a klímaszerelő felhívja a szakszervizt, érdemes átgondolni, hogy mit is akarunk majd kérdezni, illetve milyen jellegű lehet a meghibásodás, egyáltalán milyen készülékről is van szó. (A gép pontos neve, a telepítés módja, az eddig végzett munka, a tapasztalt probléma stb.) A gépet megbontva azonnal szembetűnnek a nagyméretű kondenzátorok, melyeknek oldalán láthatjuk a feszültségszintet és a kapacitásértéket. Az első és legfontosabb, hogy ezek a kondenzátorok tipikusan 450 V-osak, kikapcsolás után is tárolják az elektromos energiát, azaz a készülék a feszültségmentesítése után is képes megrázni az óvatlan szerelőt. Ezért a kikapcsolás után legalább 5-10 percet várni kell, míg a szereléshez hozzákezdünk.

Kültéri egységbe való elektronika, amely viszonylag kevés drótból és alkatrészből áll

Szemrevételezéssel is rendkívül sok hiba megállapítható. Ha a kondenzátor kipúposodott, megemelkedett, kinyílt, akkor biztosan tönkrement. Ha kormot, égési nyomokat veszünk észre egy-egy alkatrész esetén, akkor minden bizonnyal tönkrement. Az inverter lényegében úgy működik, hogy a hálózati tápfeszültséget (1 vagy 3 fázis) egyenirányítják, a megfelelő feszültségszintre emelik, majd DC feszültség jelenik meg a kimeneten (csakúgy, mint egy akkumulátor esetében). Ahhoz, hogy a DC jel megfelelően stabil legyen, szükség van a nagyméretű kondenzátorokra. Az egyfázisú gépeknél az egyenfeszültség-szint 310-330 V körül van, háromfázisú gépeknél akár 510 V is lehet a DC feszültségszint. A szemrevételezés után meg kell bizonyosodnunk arról, hogy van-e hálózati tápfeszültség, „betáp”, nem „vert-e le” a kismegszakító stb.  Régi gépek kompresszorainak induló árama a névleges 5-6-szorosa is lehetett, induláskor akár 50 A áramot is felvettek a hálózatból, ami a C25-nél kisebb megszakítót azonnal „levágta”. Az inverteres gépeket akár egy B10-es kismegszakítóról is lehet működtetni, mert a kompresszor lassan terhel fel. Azonban figyelemmel kell lennünk a vezetékméretekre, való igaz, hogy a (12 000 Btu) kompresszor adattábláján 6 A szerepel, így sokan azt gondolnák, akár a 0,75 mm²-es vezeték is elég lehet a készülékek működtetésére. Aki így gondolkodik, az nem veszi figyelembe, hogy itt egy kapcsolóüzemű tápról van szó, ami induláskor szintén nagy áramokat vesz fel, csak nagyon rövid (1 ms alatti) ideig. Ha vesszük a fáradtságot, és megnézzük a készülék gépkönyvét, megdöbbenve tapasztaljuk, hogy akár 4 mm2 keresztmetszetű vezetékeket is előírnak ezekhez a gépekhez, de nem meglepő a 2,5 mm²-es vezeték. Ezt az előírást mindenképp be kell tartanunk.

Mérni, mérni és mérni

Az egyenirányítás többnyire Graetz-híd segítségével történik. Attól függően, hogy milyen az inverter, az eszköz két egyenirányítót is tartalmazhat. A második egyenirányító egy induktív tekercsből „pumpált” DC feszültség egyenirányítására szolgál. Amikor a hálózati jel a nulla átmenetnél van, akkor a kondenzátor a tekercsből töltődik. Meg kell mérnünk a DC oldal feszültségét. Ez tipikusan üresjárásban 315 V, a gép működésénél 280 V.

Ezután a teljesítmény végfokot, amely meghajtja a kompresszorunkat, vesszük górcső alá. Az inverteres technológia esetében a kompresszor mindig három, konkrétan U, V, W kimenettel rendelkezik, és erre a végfok felváltva kapcsolgatja a pozitív és negatív DC feszültségeket, és így hozza létre a forgó mágneses teret. Hogy ezt milyen intervallumban, milyen amplitúdóval teszi, az nagymértékben függ az invertertől.

A kompresszort három vezeték köti össze a végfokkal, ahol hat félvezető dolgozik, mert a három vezetékre pozitív és negatív polaritást egyaránt kell kapcsolni. Meg tudjuk mérni, hogy ezek a félvezetők működnek-e vagy sem. Erre több módszer is kínálkozik, használhatunk diódavizsgáló műszert, de kapható néhány száz forintért erre a mérésre külön teszter, ami hat LED-et tartalmaz. Rákötjük a kompresszorhoz menő drótok végére a tesztert, beindítjuk a gépet, és megvizsgáljuk, hogy a hat LED-ből mennyi világít. Ha valamelyik sötét marad, akkor a vele szemben lévő félvezető szakadt, ha valamelyik világos, akkor a zárlatos. Ha a LED villog, akkor a félvezető működik.

Ne dobd ki, javítsd meg!

Akár a Graetz-kockát, akár a félvezetőket, akár a kondenzátorokat könnyen ki tudjuk cserélni, tetemes költségeket spórolva a felhasználónak. Ezenkívül ellenőrizhetjük a panelen található olvadóbiztosítókat is. Ha megszakadt a szál, próbáljuk kicserélni. Ha a kicserélés után is elszáll a biztosító, akkor ne próbálkozzunk többet, mert csak még nagyobb problémákat okozhatunk, a hibát máshol kell keresni, vagy egyszerű módon nem lehet elhárítani.

Nagyméretű kondenzátorok, 680 µF, 450 V

 

Szemmel látható, hogy eldurrant a relé az inverter alaplapján

 

Egyenirányító Graetz „kockák” az inverter alaplapján

Sajnos az inverterpanel sok SMD (apró, felületszerelt) alkatrészt tartalmaz, ezek meghibásodása vagy a központi processzor tönkremenetele esetén csak a panelcsere jöhet szóba. Ezenkívül mérhetjük a különböző perifériák, hőmérsékletszondák működését is. Az inverterpanelen különböző méretű, formájú csatlakozópontok vannak, mindegyik fajtából csak egy, elkerülendő, hogy a szondát rossz helyre csatlakoztassuk. Általában ezek NTC ellenállások, és egészen jól, könnyen mérhetők a kivezetéseken. Komoly segítséget jelent ilyenkor – a rendszerint eldobott és soha el nem olvasott – telepítési útmutató. Ha nincs kéznél, a szakszerviz el szokta küldeni, ezzel is segítve a szakemberek munkáját. Vannak olyan klímaberendezések is, ahol a készüléknek van saját telefonos applikációja, ezen keresztül megkaphatjuk az egyes szondák esetén mérhető feszültség- és ellenállásértékeket, amelyeket a mért értékeinkkel könnyen össze tudunk hasonlítani. A hőmérsékleti szenzorok mellett találkozhatunk nyomástávadó szenzorokkal is, melyekhez külön applikációra van szükség.

Inverter alaplap

 

Motorvezérlő végfokozat a hat darab félvezetővel

 

Kommunikációs vezeték, amely a kommunikációs egységhez csatlakozik

 

Zárt kommunikációs egység, ezen keresztül kommunikál a kültéri és a beltéri egység

Az inverteren található még kommunikációs egység – vastag rétegáramkör –, amelyhez egy vezeték csatlakozik. A kommunikáció „egy” vezetéken történik, mert másik vezetéknek a tápfeszültség nullavezetőjét használja ez a „gyengeáramú” egység. A kommunikációs vezetéken pozitív és negatív jelek egyaránt megfordulnak, azaz a kültéri egység pozitív jelet, míg a beltéri negatívat küld. A kb. 40 impulzus széles jelsorozat 70 V körüli feszültségszinten érkezik, melyben az összes működési paraméter benne van mindkét egység részéről. Ezt a jelsorozatot oszcilloszkóppal gyönyörűen lehetne vizsgálni, de két párhuzamosan kapcsolt, ellenkező irányú LED is megteszi. Ha felváltva villog mindkettő, akkor van kommunikáció a két egység között. Ha valamelyik nem villan fel, akkor vagy a kültéri, vagy a beltéri egység nem válaszol, és minden bizonnyal cserélni kell a kommunikációs egységet.

Vannak véletlenek

A szervizben a gyári hibák elenyésző mértékben fordulnak elő, mint például hogy egy stekker nincs csatlakoztatva, vagy valamelyik vezeték nincs a helyén. Legtöbb esetben a szerelő hibázik, van, hogy tudtán, akaratán kívül is. Előfordult például olyan eset, hogy egy készülék sorkapcsának hálózati bekötésénél volt probléma. Gondoljuk meg, hogy egy kültéri készüléket néha a leglehetetlenebb helyzetben, olykor halált megvető bátorsággal kell beszerelni, nehéz minden részletre odafigyelni. „Megblankolták” az MT vezetéket, melyből egy elemi szál letörött, és szerencsétlen módon berepült a sorkapcsok közé, és észrevétlen módon „kényelembe helyezte magát”. Nem lehetett elindítani a gépet, a kismegszakító leoldott. Ilyen esetben hasznos lehet a mobiltelefon, amivel nagy felbontásban készíthető fénykép a sorkapocsról. A képet kinagyítva észrevehető a legapróbb probléma is. Célszerű tehát alkalmazni ezt a módszert, mert ilyen szerencsétlen esetek viszonylag gyakran előfordulnak.

Inverter az inverteren

A ventilátormotorok is invertervezéreltek az inverteres klímaberendezésekben. Ezekből a motorokból – bár teljesen ugyanazok – találkozhatunk három és öt kivezetésűekkel. Az apró különbség annyi, hogy utóbbiba a házon belül egy komplett invertert építettek be, azonban hiányzik a DC sín és a kondenzátor. A három kivezetést tartalmazó motorban nincs inverter, hanem a motor alatt elhelyezett dobozba építették azt az elektronikát. Ide kell csatlakoztatni a három vezetéket. A dobozból már öt vezeték indul a légkondicionáló inverteréhez. Erre tekintettel kell lenni, és nem szabad kétségbeesni, ha hirtelen eltévedünk a vezetékek között.

Ötvezetékes, inverterrel egybeépített ventilátormotor. Kivezetései: barna – negatív, sárga – 5 V fordulatszámmal arányos négyszögjel, fehér – 15 V négyszögjel megy fordulatszám-vezérlésnek a gépbe, fekete – 15 V betáp, piros – 310 V betáp.

Ha meghibásodik valami oknál fogva (például megakad) a ventilátormotor, akkor a DC 15 V-os táp is tönkremehet a nagy inverterpanelen. Mellette van biztosíték, jobb esetben a meghibásodás következtében csak az olvad ki. Előfordulhat, hogy a ventillátormotor csatlakozóját kihúzva a panelből, feléled a rendszer. Sok lehetőség kínálkozik tehát, de a megoldás megtalálásához szükség van némi gyakorlatra és alapvető műszaki intelligenciára, amellyel a hűtős szakemberek rendelkeznek is. A javítgatáshoz idő, energia, akarat, ember kell; valljuk be, sokkal egyszerűbb az egész invertert kicseréltetni, és ezzel működőképessé tenni a berendezést. Azonban a panelcsere előtt is be kell határolnunk, mi okozhatta a meghibásodást. A kalorikus problémák a legtöbb esetben elektromos oldalon is jelentkezhetnek, így minden szempontból célszerű elektromosan átvizsgálnunk a berendezéseket.

Elektromos javítás: kisklímások 6 pontja

Összefoglalva tehát, villamos meghibásodás esetén egy klímával foglalkozó szakember az alábbiakat teheti. Először is el kell döntenie, hogy a gépet érdemes- és gazdaságos-e javítani. Ha túl régi a készülék, túl drága lenne a szerviz, akkor erről a tulajdonost tájékoztatni kell. Ha megéri javítani, és nyitottak vagyunk arra, hogy az elektronikához is hozzányúljunk, szükségünk lesz egy digitális multiméterre, esetleg a készülék leírására.

  1. Áramtalanítani kell a készüléket, majd a kikapcsolás után 5-10 perc elteltével megbonthatjuk a házat, hogy hozzáférjünk az inverterpanelhez, megmérjük a tápfeszültséget.
  2. Megvizsgáljuk szemrevételezéssel az inverterpaneleken a biztosítók (csak egyszer cserélj, ha másodszor eldurran, ne próbálkozz!), kondenzátorok, egyenirányító, relék állapotát. Szükség esetén mérünk is!
  3. Megmérjük a DC feszültséget.
  4. Megvizsgáljuk, hogy van-e kommunikáció.
  5. Megmérjük a teljesítményfokozat végén a félvezetők állapotát (van-e szakadás, van-e rövidzár).
  6. Megvizsgáljuk a kompresszort, hogy az 1-5 Ω közötti ellenállás megvan-e (nem testzárlatos-e a kompresszor), megmérjük a szondák ellenállását.

Karbantartás